不谈东风17为什么成功!只问为什么美俄高超武器落后了?

原标题:不谈东风17为什么成功!只问为什么美俄高超武器落后了?

美国和苏联(现在的俄罗斯)早在1950年代就开始发展高超音速飞行器武器,应该说,美国和苏联是高超音速研发的鼻祖,只是阴差阳错,后来的发展断断续续,慢慢的停滞不前了。至于为什么?成因非常复杂。

近几年,随着美国弹道导弹防御系统的发展,各国的高超音速飞行器武器研发又开始重燃战火(高超音速飞行器理论上可以有效突防弹道导弹防御系统),不然等美国的弹道导弹防御系统完全成熟了,各国的洲际弹道导弹都等于作废,全世界的战略平衡将被彻底打破。

图 美国的MKV反导系统

当然,美国自己也在发展高超音速飞行器武器,美国海陆空军都各自搞了N多型号的高超音速水漂弹,但是都遭遇了惨败,美国寄以极大希望20马赫的HTV-2高超音速飞行器2次发射,2次失败。唯一成功的是空军的X-51,将将够上高超音速,结果也是5次发射2次失败。2014年美国三军就没有一次成功的,陆军的AHW高超音速导弹干脆升空4秒就爆炸了,而且连发射架一起炸了,闹了个大笑话。一向以引领世界军事潮流自居的美国这回糗大了。

高超声速乘波体武器技术成熟是在80年代左右,但这个时候苏联也已经差不多了,等这些武器开始进入验证阶段的时候已经是90年代了,虽然美国方面搞了一个全球快速打击计划的东西续了下命,但没有苏联这个最强对手,自然没有了发展的动力。

图 美国搞的半半拉拉的X51A高超音速导弹

而另一方面就是美国人其实根本看不上“党费”-17这种比较low的无动力乘波体设计,有些心高气傲,以NASA为例,在90年代中期一上来就是有动力的超燃发动机乘波体,结果技术难度过大导致一拖再拖,拖到21世纪后先后遇上小布什时代的重返月球计划对经费的争夺和奥巴马时代的预算大削减,一直在缩比验证机的水平上反复折腾直到今天。

怪异的号召

几年前,美国向全世界发出“限制高超音速武器”的动议和号召,希望各国将发展高超音速飞行器武器限制在一个框架内,或者干脆不发展,这颇有点干不过你,你也不能发展了的意思。任何人一看,美国搞的就是缓兵之计,我搞不出来,你也别搞,我缓过来再说。

美国没有搞起来其实原因很复杂,也不像前面说的那么简单。

政治上原因,要怪只能怪福山的历史终结论,让美国飘飘乎不知自己的斤两,这也是缺少历史的历练造成的。

还有就是有中导协议的限制,大部分水漂弹都是以中程导弹为载体,不能搞。

技术上,距离短程的滑不起来,利用洲际核弹没必要用这个突防方式(再入时候直接丢七八个核弹头,总有漏网的)。洲际常规导弹本身没有性价比,且由于速度快很多要高超滑翔技术难度又上一个台阶。

当发现结论出现矛盾时,就要反思得出结论的前提。

种种原因吧,政治上的,技术上的,还有就是钱的问题更是一个大问题,国会不给钱,资本家无利不起早等等原因。

为什么要发展高超音速武器?

首先,我们要明确一个概念,研制所谓的高超音速飞行器究竟为什么?其实最主要的是两个目的,一是用较小的代价达到极大的增加飞行器射程的目的。二是利用“极高的机动性”规避对手的拦截弹。

通俗的说,高超音速飞行器是利用“极高的机动性”才获得极大的提高射程的目的的,极高的机动性是手段,极大的增加射程才是目的。又因为飞行器有极高的机动性,同时具备了躲避对手拦截的能力。

这个极高的机动性主要体现在高超音速飞行器是从近似地球低轨道的高度,采取下压弹道,在进入大气层后再利用高升阻比的气动特性,弹跳出大气层,然后不断的重复这个动作,达到极大的增加射程的目的。

举个不太准确的比喻,就像是我们从一个蹦床,蹦向前面一个蹦床,再蹦向再前面的一个蹦床。当然最形象的比喻就是打水漂了。

另外一个不是很恰当的比喻是滑翔机,滑翔机是没有动力的,但是可以飞的很远很远,滑翔机之所以飞的远主要是利用空气动力原理和驾驭气流的能力,所以,水漂弹又称滑翔弹头。

简单理解,就是高超音速载具具有扎下去,滑翔,蹦起来,扎下去,滑翔,再蹦起来的弹道特征。技术难点主要是飞行器的蒙皮和结构要耐热,气动外形的设计要有高升阻比的特征。

美国的设想是,第一步实现无动力的高超音速滑翔。第二步实现有动力的高超音速滑翔。第三步是实现可以往返的无动力的高超音速滑翔。第四步是实现有动力的无人驾驶的高超音速滑翔并且在普通机场起降。第五步是实现有人驾驶的有动力的高超音速滑翔并在普通机场起降。

如果实现了上述五步的目标,美国就再次能将其他国家甩几条街,甚至十几条街。试想,如果美国实现了有人驾驶的有动力的高超音速滑翔飞行,用在军事上和民用上,这个前景是多么的诱人!?

正因为如此,俄罗斯和欧洲的德国、法国,亚洲的中国、印度、日本都在向这个方向努力。

但是目前真正实现了或者说部分实现了第一步和第二步的只有中国和美国,俄罗斯的性质不同,主要是用在洲际弹道导弹的突防上。其他国家是光说不练,模型出了不少,但是连基本的试验设施和基本的试验也没有。

研发难度极高的高超音速飞行器

有人说,美国早就有航天飞机,都是从外太空滑翔进入大气层的,技术上应该不难。

高超声速飞行,升力和升阻比达到一定的最低要求还要满足飞行稳定性条件,又要兼顾热防护和其他学科需要的气动外形也就是这个世纪才设计出来。航天飞机那种形状阻力太大,热防护手段也没法小型化;乘波体是基于简化的流动条件提出的理论概念,主要的贡献是提出了一种升力产生方法,不具有单独应用的价值。现实的应用是将该概念糅合进更晚提出的气动设计思路。

航天飞机再入的过程,实在很难也算成“滑翔”。乘波体“党费”-17的最大优势就在于全程在大气层内,还是高超音速,这个是再入大气层返回的航天飞机不能比拟的

航天飞机再入段是极力避免出现水漂效应的吗?据说小于15度的再入角就会被弹入太空靠剩余燃料是无法回来的。

航天飞机的再入轨道是大角度俯冲,一头扎入大气层,沿固定轨道下降到低层大气,然后才转入滑翔,如果航天飞机在大气顶层漂了起来,怕是没法活着回来了

航天飞机再入是千方百计减速,和乘波体完全不同。

乘波体是依靠激波的压力产生升力The attached shock wave creates an efficient compression lifting surface with no flow spillage from the lower surface to the upper surface at the design point. Because of this characteristic, the predicted lift-to-drag ratios of waveriders are higher than those for conventional hypersonic vehicle concepts.翻译过来就是“附加的冲击波创造了一个有效的压缩提升面,在设计点没有从下表面到上表面的流动溢出。由于这一特性,预测的升力-阻力比比传统的高超声速飞行器的概念要高。”

另外一个难以解决的难题:黑障

人们常说一句话就是功夫在诗外,因此美苏发展不了乘波体以及反舰弹道导弹的根本原因不在于气动外形和动力问题,根本的原因在于导弹穿越大气层是的导弹的通讯引导控制问题,也就是人们常说的火箭或导弹重返大气层时必须遇到的黑障问题,我国是目前是严格意义上解决了这个问题的国家,这是数年前的报道。

高超音速通信一直是一个世界性难题,过去只要速度达到3倍音速,通信就要会出现难以稳定实施的黑障,这个问题极大制约了航空航天的发展,也让通信成为了高超音速装备的一个致命短板。美俄欧日等都在这个问题上进行了大量研究,目前突破了5倍音速难题,可是中国却传来了拿下10倍音速通信密码的振奋消息,国际社会为之震动。

美国《战略之页网站》透露中国某研究院超高音速制导项目组最近参与了评比,其中展示的10倍音速通信黑障问题解决方案最值得期待。虽然这项技术还停留在实验室阶段,可是这样已经跨域了5倍音速的世界关口,一下子跃升到10倍音速突破速度还是非常大的

乘波体飞行器四大难点:构型,飞控,材料,动力。都是极其难啃的硬骨头。20马赫级别的风洞,登月级别的飞控,耐数千度高温级别的材料,魔幻级别的发动机。一个也不能少。

因此,科技强大之如美国,也尚未搞定。

乘波体飞行器是美国人最先搞起来的。2003年起,先后有X51A,HTV-2正式立项的项目,X51A四次试验,HTV-2两次试验,乘波体均未能成功。

俄罗斯在原苏联发展高超音速武器的技术基础上发展了俄罗斯一款名叫“匕首”的高超音速飞行器据说已经完成了测试,并将进行试点部署。这款高超音速飞行器可以在飞机上进行发射,最大飞行速度10马赫,能够穿透当今世界上所有国家的防空体系,更厉害的是其还可以携带核弹头执行任务。除此之外俄罗斯还准备发展一款名为“前锋”的高超音速武器,这款武器为滑翔式的高超音速飞行器,最大飞行速度20马赫,同样能够让所有国家的防空反导体系失效。

但是,大部分国家都认为俄罗斯是在吹牛,据说就是据说,无法证实已经部署。

近两年,美国明显加快了高超声速武器的研发进度。最新的进展是AGM-183A。作为HTV-2的后续项目,它应该是乘波体。目前,真人尚未完全露面,让我们拭目以待吧。返回搜狐,查看更多

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